万里行 | 从金属加工跨界,上海裕纪为何能攻克高性能陶瓷生产核心难题?

发布时间 | 2025-07-07 10:49 分类 | 企业专访 点击量 | 12
氮化硅 氮化铝 氧化锆 氧化铝
导读:近日中国粉体工业万里行团队走访的以金属加工工艺见长的上海裕纪金属制品有限公司就深刻洞察到陶瓷加工技术的重要应用价值和旺盛的市场需求,从见长的金属加工工艺技术延伸,并依托与华中科技大...

在医疗器械、航空航天、半导体及机器人等高精尖领域,先进陶瓷材料凭借其高强度、高精度、耐高温、生物相容性好等优异性能展现出越来越广阔的应用前景。不少企业敏锐地捕捉到这一趋势,积极开拓这一赛道。比如,近日中国粉体工业万里行团队走访的以金属加工工艺见长的上海裕纪金属制品有限公司就深刻洞察到陶瓷加工技术的重要应用价值和旺盛的市场需求,从见长的金属加工工艺技术延伸,并依托与华中科技大学材料科学与工程学院建立的长期产学研合作,共同攻克高性能陶瓷材料研发的核心难题,成功实现了向先进陶瓷领域的战略转型。


核心技术积累:从材料到设备的全流程自主研发能力

尽管陶瓷材料在耐磨、耐高温、耐腐蚀、电绝缘等方面表现优异,但同时也存在着难加工、脆性高、成型困难等天然短板,华中科技大学材料科学与工程院在陶瓷材料的基础研究与新技术的开发上积累了丰富的经验,为此上海裕纪通过与其绑定深度产学研合作,构建了覆盖先进陶瓷全流程的核心自主能力支撑体系——从高性能粉体、增韧纤维、专用分散剂,到关键的高固含量低粘度陶瓷浆料,乃至工业级3D打印设备,目前均可实现市场化开发。

1、高性能陶瓷喂料制备技术

要得到微观结构均匀、密度高的陶瓷素坯,使其发挥优异性能,其关键就是需要制备低粘度和高固相含量的陶瓷浆料。然而由于超细陶瓷粉体本身难于在粘接剂中均匀分散,加上随着陶瓷固相含量的增加,粉体颗粒之间的距离缩短,相互作用变强,会使粘度增高,因此高固相含量与低粘度二者往往不可兼得。

为了缓解陶瓷浆料高固相含量与低粘度相冲突的问题,上海裕纪首创性的合成了一种低聚合度极性分散剂,能够将喂料粘度降至8000mPa·s(显著低于传统浆料的20000mPa·s)。这一突破性浆料为精密成型工艺奠定了材料基础,使其能够直接成型中心大面厚度 <0.7mm 的超薄结构,实现所有工艺孔一次性精准成型(无需额外CNC加工),且一次性成型精度达 ±0.02mm 。目前,该成果广泛应用于3D打印、注浆成型、流延、压电陶瓷、医疗及航天器件等领域,产品涵盖氧化锆氧化铝氮化硅氮化铝等高端陶瓷材料,也应用不锈钢等金属产品的注射成型。


上海裕纪部分金属及陶瓷产品展示

2、高强高韧氧化锆陶瓷产品生产技术

在原料的制备技术上,海裕纪拥有分散纳米氧化锆粉体制备技术,具备粉体粒径为50-100nm、高分散性的氧化锆粉体的生产能力(市场上普遍为500-1000nm),能够将氧化锆陶瓷的烧结温度从1600℃显著降低到1400-1500℃,同时实现58vol%的超高装载量,使得烧结密度达到100%理论密度。结合自研的纳米陶瓷纤维增韧技术,可以通过桥联方式有效阻止裂纹生长,使其氧化锆陶瓷产品相比友商竞品,抗弯强度提升了20%-50%(≥1200Mpa),断裂韧性提升了30-50%( ≥12 MPa·m¹/²),达到了国际顶尖性能水平,但是,产品价格却降低了40%。


小结

上海裕纪金属制品有限公司依托金属加工工艺的深厚积淀,并通过产学研协同攻关,成功突破高性能陶瓷材料研发与制造的核心技术瓶颈,构建了从材料到设备全流程的自主研发能力,实现了向先进陶瓷领域的战略跃升。不仅大幅提升了陶瓷产品的性能指标,更以突破性的3D打印技术开启了高端陶瓷个性化制造的新篇章,为赋能医疗器械、航空航天、半导体等高端产业升级开辟了新路径。

 

中国粉体工业万里行

作者:粉体圈

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